JP5683926B2 - コンクリート及びコンクリートの製造方法 - Google Patents
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Description
これらの背景から、例えば、解体コンクリート塊に含まれている骨材やセメント硬化体を、それぞれコンクリート用の骨材やセメント原料として再生利用する技術が求められている。
しかし、特許文献1は、粗骨材及び細骨材を回収する際に発生する、セメント硬化体の粉末の回収及び再生利用については、開示されていない。解体コンクリート塊の有効活用の観点から満足できるものではない。
即ち、解体コンクリート塊からセメント原料、及びコンクリート原料を回収してコンクリートを製造することができる。その結果、コンクリートの完全に近いリサイクルが実現できる。
これにより、微粉末のアルカリ活性成分量が少量であったとしても、また、微粉末のアルカリ活性が不安定であったとしても、再生されるコンクリートの品質が安定する。
これにより、微粉末のアルカリ活性成分量が少量であったとしても、また、微粉末のアルカリ活性が不安定であったとしても、再生されるセメントの品質が安定する。
これにより、表面に付着した微粉が除去され再利用が可能となった細骨材と、所定粒径範囲内にあり反応性が高い微粉末(セメント成分)を回収することができる。
これにより、微粉末が、アルカリ刺激効果を効果的に発揮することが可能となる。
これにより、微粉及び微粉末に含まれる水酸化カルシウムと、空気中の二酸化炭素との反応が防止され、アルカリ性となった微粉を、中性化することなく、アルカリ性を保持したまま回収できる。
これにより、原子力発電所の解体コンクリートの再利用が図れる。この結果、原子力発電所の敷地内で、コンクリートの完全に近いリサイクルが実現でき、社会に不要な不安を与えずに改築工事を推進できる。
即ち、解体コンクリート塊からセメント原料、及びコンクリート原料を回収してコンクリートを製造することができる。このとき、セメントの製造工程を経ることなく、コンクリートを製造するができる。これにより、セメントの保管ヤードが不要になる。また、コンクリートの完全に近いリサイクルが実現できる。
即ち、解体コンクリート塊から回収されたセメント原料、及びコンクリート原料を利用することで、コンクリートの完全に近いリサイクルが実現できる。
これにより、微粉末のアルカリ活性成分量が少量であったとしても、また、微粉末のアルカリ活性が不安定であったとしても、再生されるコンクリートの品質が安定する。
これにより、微粉末のアルカリ活性成分量が少量であったとしても、また、微粉末のアルカリ活性が不安定であったとしても、再生されるセメントの品質が安定し、ひいては再生されるコンクリートの品質が安定する。
第1分離工程100は、径が40mm以下に破砕された解体コンクリート塊98を粉砕し、粒径5mm以上の粗骨材16と、粒径5mm未満の解体コンクリート細粒(以下、細粒と記す。)14に分離して、それぞれを回収する。
第2分離工程102は、第1分離工程100で分離された直径5mm未満の細粒14を、粒径0.6mmを超える細骨材20と、粒径0.6mm以下の微粉18に分離して、それぞれを回収する。
遊星ミル型処理装置10は、図3の断面図に示すように、上部に細粒供給部22を有している。細粒供給部22は、細粒供給口22Eから投入された細粒14を、細粒供給部22の下方に設けられた遊星ミル36に供給する。
公転軸42の上方には、細粒14が投入される投入口36Eが、上方に開口して設けられ、スパイラルブレード22Bで搬送された細粒14が、投入口36Eから投入される。
公転軸42の外周面を囲む、公転アーム39の取付け位置と公転軸受台44の取付け位置の間には、弾性体49が設けられている。
一方、自転方向と公転方向を同じ方向とした場合、細粒14とミルポット40の内壁面との相対速度が小さくなるため、細粒14が互いに同方向に回転する。この結果、細粒14同士が遠心力で押し合いながらすりもみ作用が促進され、細骨材20の表面から微粉18が分離される。
ダクト56には、微粉18を捕捉して回収する微粉回収装置60と、気体中の水分を除去する水分除去装置62が設けられている。
このとき回収された微粉18には、後述する粒度分布に適合し、セメント硬化体由来成分を多く含む微粉末24と、骨材成分を多く含む骨材粉末26が混合している。このため、後述する方法で微粉18を分級することにより、セメント原料(微粉末)24が得られる。
気体W1としては、微粉18の中性化を防止するため、二酸化炭素の含有量を減少させた空気の他に、例えば窒素ガス等の不活性ガスを用いるのが望ましい。
第3分離工程104は、第2分離工程102で回収された微粉18を、セメント硬化体由来成分を多く含む微粉末24と、骨材成分を多く含む骨材粉末26に分離して回収する。分離と回収は、遠心式風力分級装置(以下、遠心式分級装置と記す。)12を用いて、微粉末24と骨材粉末26の質量の違いを利用して行われる。これにより、微粉末24のセメント原料としての利用が可能となる。
遠心式分級装置12は、図6の断面図に示すように、中央部に密閉された筒体17を備えた分級装置本体28を有している。筒体17は、中心線を鉛直方向に向けた円筒状とされ、上部と下部の円筒体をつなぐ中間部が、上下方向から円錐状にくびれて径が細くされている。分級は筒体17の上部で行われ、分級される微粉18は、筒体17の横に配置された微粉供給部30から、筒体17の内部の中間部に供給される。
筒体17の上方には、分級ロータ32が設けられている。分級ロータ32は、鉛直方向に設けられた回転軸の軸心であるy軸回りに回転し、筒体17の内部に拡散された微粉18に水平方向の遠心力を付与する。分級ロータ32はモータ70で回転力が与えられる。
分級ロータ32は、図7(A)の鉛直断面、及び図7(B)の水平断面に示すように、平板状の羽根72が放射状に並べられた羽根車を有しており、羽根72は、上側板73と下側板74の間に同心円状に固定されている。
セメント製造工程106は、回収された微粉末24に、例えば、高炉スラグ80と石膏82を所定量だけ加えて、セメント製造装置48で粉砕し、混合してセメント84を製造する。これにより、セメント84を再生することができる。
コンクリート製造工程108は、上述した工程で回収されたセメント84、粗骨材16、及び細骨材20に、水110を混合してコンクリート88を製造する。
第2の実施の形態は、第1の実施の形態で説明したコンクリートの製造方法において、セメント製造工程106を実行しないで、コンクリート88を製造する方法である。
具体的には、解体コンクリート塊98から回収された粗骨材16、細骨材20、及び微粉末24に、直接、高炉スラグ微粉末80、石膏微粉末82、及び水110を加えて混合し、コンクリート88を製造する。
また、コンクリート製造工程108において、図示しない普通ポルトランドセメントを更に混合してもよい。これにより、微粉末24のアルカリ活性成分量が少量であったとしても、また、微粉末24のアルカリ活性が不安定であったとしても、再生されるコンクリート88の品質が安定する。
これにより、セメント84の製造の手間、セメント84の貯蔵場所等が不要となる。他の工程は、既に説明した第1の実施の形態と同一であり、説明は省略する。
12 遠心式分級装置
14 細粒
16 粗骨材
18 微粉
20 細骨材
24 微粉末
26 骨材微粉
80 高炉スラグ(高炉スラグ微粉末)
82 石膏(石膏微粉末)
84 セメント
86 水
88 コンクリート
98 解体コンクリート塊
100 第1分離工程
102 第2分離工程
104 第3分離工程
Claims (12)
- 解体コンクリート塊を、粗骨材と細粒に分離する第1分離工程と、
前記細粒を、細骨材と微粉に分離する第2分離工程と、
前記微粉を、累積50%粒径が10μm以下であり、且つ、累積90%粒径が20μm以下の微粉末と、それ以外の骨材粉末に分離する第3分離工程と、
前記粗骨材、前記細骨材及び前記微粉末に、高炉スラグ微粉末、石膏微粉末及び水を混合してコンクリートを製造する工程と、
を有するコンクリートの製造方法。 - 解体コンクリート塊を、粗骨材と細粒に分離する第1分離工程と、
前記細粒を、細骨材と微粉に分離する第2分離工程と、
前記微粉を、累積50%粒径が10μm以下であり、且つ、累積90%粒径が20μm以下の微粉末と、それ以外の骨材粉末に分離する第3分離工程と、
前記微粉末に高炉スラグ及び石膏を加えてセメントを製造する工程と、
前記セメントに、前記粗骨材、前記細骨材、及び水を混合してコンクリートを製造する工程と、
を有するコンクリートの製造方法。 - 前記コンクリートを製造する工程においては、普通ポルトランドセメントが更に混合されている請求項1に記載のコンクリートの製造方法。
- 前記セメントを製造する工程においては、普通ポルトランドセメントが更に混合されている請求項2に記載のコンクリートの製造方法。
- 前記第2分離工程は、遊星ミル型処理装置を用いて前記細粒を、粒径が0.6mm以上の前記細骨材と、粒径が0.6mm未満の前記微粉に分離し、
前記第3分離工程は、遠心式分級装置を用いて、前記微粉を累積50%粒径が10μm以下であり、且つ、累積90%粒径が20μm以下の微粉末と、それ以外の骨材粉末に分離する請求項1〜4のいずれか1項に記載のコンクリートの製造方法。 - 前記微粉末には、CaOとSiO2が質量比(CaO/SiO2)で0.6以上3.0以下の割合で含まれている請求項1〜5のいずれか1項に記載のコンクリートの製造方法。
- 前記第2分離工程及び前記第3分離工程は、不活性ガス雰囲気下、又は二酸化炭素遮断雰囲気下で行なわれる請求項1〜6のいずれか1項に記載のコンクリートの製造方法。
- 前記解体コンクリート塊が、原子力発電所の解体コンクリートのうち、非放射化コンクリートを解体したコンクリート塊である請求項1〜7のいずれか1項に記載のコンクリートの製造方法。
- 破砕された解体コンクリート塊から、細粒を分離させて回収された粗骨材と、
前記細粒から、表面に付着した微粉を分離させて回収された細骨材と、
前記微粉から、質量の異なる骨材粉末を分離させて回収された、累積50%粒径が10μm以下であり、且つ、累積90%粒径が20μm以下の微粉末と、
高炉スラグ微粉末と、
石膏微粉末と、
水と、
を混合したコンクリート。 - 破砕された解体コンクリート塊から、細粒を分離させて回収された粗骨材と、
前記細粒から、表面に付着物した微粉を分離させて回収された細骨材と、
前記微粉から、質量の異なる骨材粉末を分離させて回収された、累積50%粒径が10μm以下であり、且つ、累積90%粒径が20μm以下の微粉末に、高炉スラグと石膏を加えて製造されたセメントと、
水と、
を混合したコンクリート。 - 前記コンクリートには、普通ポルトランドセメントが更に混合されている請求項9に記載のコンクリート。
- 前記セメントには、普通ポルトランドセメントが更に混合されている請求項10に記載のコンクリート。
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